湖南省衡阳县第四中学2022-2023高二下学期第六次测试物理试题（含解析）考试试卷

衡阳县第四中学2022-2023学年高二下学期第六次测试物理试题
一、选择题（每小题6分，共72分）
1.下列说法正确的是( )
A.方向不变、大小随时间变化的电流是交变电流
B.远距离输电时，可通过减小输电线的电阻来降低输电损耗
C.交变电流的峰值一定是其有效值的倍
D.理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的频率之比等于原、副线圈的匝数之比
2.如图为含有理想变压器的电路，图中电流表均为理想电表，三个灯泡的电阻相同且不变.变压器原线圈两端接入有效电压为18 V的正弦交流电，开关S闭合时，灯泡均能发光.当开关S断开后，电流表示数改变了0.3 A，示数改变了0.6 A，则下列说法正确的是( )
A.变压器原、副线圈的匝数比为1:2
B.开关S断开后，副线圈两端的输出电压变大
C.开关S断开后，灯泡的功率减小
D.开关S断开后，灯泡减小的功率大于5.4 W
3.教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则( )
A.R消耗的电功率变为 B.电压表V的读数变为
C.电流表A的读数变为 D.通过R的交变电流频率不变
4.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1，。若理想电流表的示数为0.5A，理想电压表的示数为10V，则下列说法正确的是( )
A.通过电阻的电流为0.125A B.原线圈两端的电压为30V
C.原线圈的输入功率为60W D.电阻的阻值为
5.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1:2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W，原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )
A. B.
C.原副线圈电流之比为1:2 D.原线圈输入功率为22W
6.如图所示，某水电站发电机的输出功率，发电机的输出电压，经变压器升压后向远处输电，在用户端用降压变压器将电压降为。已知输电电流，两条输电线路总电阻，变压器均视为理想变压器，则( )
A.用户得到电功率为95kW B.升压变压器的匝数比
C.降压变压器的匝数比 D.发电机的输出的电流
7.特高压输电技术是我国特有的世界上最先进的输电技术，主要用于远距离输电，如将西北地区的电能送往东南地区。某变电站将特高压电网所供电能用10kV的高压向某小区供电，输送的电功率为100kW。现使用型号DYD50/C的电线，已知输电线的总电阻为。则输电线上损耗的功率占输电总功率的( )
A.1% B.2% C.5% D.10%
8.远距离输电过程的示意图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出电压恒定，输电线路的等效电阻为，两变压器原、副线圈匝数分别为、、、，下列说法正确的是( )
A.若，则
B.若，则
C.用户减少时，输电线损耗的电功率将增大
D.用户增多时，输电效率将升高
9.某风力发电厂稳定输出电压，输出功率，通过远距离输电给电压为220V的用电器供电，如图所示，已知输电线的电阻为5Ω，用户额定功率为56kW，为使用户正常工作，则下列说法正确的是( )
A.输电线路上交流电的频率为50Hz
B.输电线路上的电流为80A
C.降压变压器的匝数比为5:1
D.升压变压器的原线圈和降压变压器的副线圈电流相等
10.图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:200，降压变压器原、副线圈的匝数比为200:1，远距离输电线的总电阻为，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kW，下列说法正确的是( )
A.用户端交流电的频率为100Hz B.用户端电压为250V
C.输电线中的电流为15A D.输电线路的损耗功率为25kW
11.随着科技的不断发展，手机无线充电技术也是现在的一个热门话题，而手机的无线充电原理图可以简化为图甲所示，实际上相当于一个变压器。技术是不断革新的，现在市面上又出现了一个无线充电器同时给两台或多台手机充电的技术，实际上相当于一个有多个副线圈的变压器，如图乙所示。若无线充电器转换器(原线圈)中的线圈匝数用表示，两端电压用表示，电流用表示，输入功率用表示，两台手机电力接收线圈(两个副线圈)中的线圈匝数分别用表示，两端电压分别用表示，电流分别用表示，输出功率分别用表示，若不计原、副线圈磁通量损失，下面关于无线充电器转换器和手机中的线圈匝数、电压、电流、功率关系正确的是( )
A. B. C. D.
12.如图甲为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在理想变压器的原线圈上，电压表为理想交流电表，设变压器原、副线圈的匝数分别为、。当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于时，就会在点火针两端间引发火花进而点燃燃气，则( )
A.闭合S，加在变压器原线圈上的正弦交变电压的有效值为
B.某交流发电机要产生与右图相同频率的交变电流，其线圈在磁场中的转速应为
C.闭合开关S，电压表的示数为
D.变压器原、副线圈的匝数、满足时，才能实现点火
二、计算题（本题共2小题，共28分）
13.（12分）某发电机输电电路的简图如图所示，发电机的矩形线框处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，线框面积为，匝数为100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1:20，降压变压器的副线圈接入若干“220 V 100 W”的灯泡，两变压器间的输电线等效电阻，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率为时，灯泡正常发光。求：
（1）电压表读数；
（2）输电线上损失的功率；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数之比。
14.（16分）有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一学校照明用。如图所示，升压比为1:4，降压比为4:1，输电线的总电阻，全校共22个班，每班有“220 V 40 W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则：
（1）发电机输出功率多大？
（2）发电机电动势多大？
答案以及解析
1.答案：B
解析：本题考查对交流电、理想变压器的理解。交变电流的大小和方向都随时间变化，故A错误；远距离输电时，可通过减小输电线的电阻来降低输电损耗，故B正确；正弦式交变电流的峰值是其有效值的倍，故C错误；理想变压器不能改变交变电流的频率，故D错误。
2.答案：D
解析：根据变压器特点可知，得，故A错误；原线圈两端的输入电压不变，根据变压器可知副线圈两端的输出电压不变，故B错误；开关S断开后，副线圈电阻变大，输出电压不变，则通过灯泡的电流减小，故其功率减小，灯泡两端的电压增大，故其功率增大，故C错误；根据可知，副线圈电路的总电阻变大，输出电压不变，则变压器输出功率减小，输入功率也减小，原线圈输入功率减小，因为变压器的输入功率等于输出功率，所以两灯泡的总功率减小5.4 W，同时灯泡的功率增大，故灯泡减少的功率大于5.4 W，故D正确.
3.答案：B
解析：根据可知转速变为原来的，则角速度变为原来的，根据可知电动势为原来的，根据可知发电机输出电压的有效值变为原来的，即原线圈的输入电压变为原来的，根据可知副线圈的输出电压变为原来的，即电压表V的读数变为原来的，根据可知R消耗的电功率变为，A错误，B正确。副线圈中的电流为，即变为原来的，根据可知原线圈中的电流也变为原来的，C错误。转速减小为原来的，则频率变为原来的，D错误。
4.答案：C
解析：本题考查理想变压器，目的是考查学生的推理能力。由可得通过副线圈的电流的有效值，选项A错误；两端的电压，副线圈两端的电压，由可得原线圈两端的电压，选项B错误；原线圈的输入功率，选项C正确；，选项D错误。
5.答案：D
解析：灯正常发光时，灯泡两端的电压，流过灯的电流，由理想变压器的变压比，代入数据解得：，电压表读数，由理想变压器的变流比，代入数据解得：，电流表读数，原线圈输入功率，故ABC错误，D正确。
故选：D。
6.答案：A
解析：A、是输电线路上损失的功率为，故用户的电功率，故A正确;
BD、升压变压器原线圈两端的电流为，故原副线圈两端的匝数之比为,故BD错误;
C、根据可得，输电线路上损失的电压为，故降压变压器原线圈两端的电压为
故降压变压器原副线圈的匝数之比为
故C错误；
故选：A。
7.答案：B
解析：输电线上的电流为I
解得
损失的功率为
其所占功率的百分比为
故ACD错误，B正确。
故选B。
8.答案：B
解析：A.根据理想变压器原副线圈匝数与电压的关系式，有
又
若
则
故A错误；
B.根据理想变压器原副线圈匝数与电流的关系式，有
又
若
则
故B正确；
C.用户减少时，降压变压器副线圈中电流减小，根据
可知，降压变压器原线圈中电流也减小，由
易知输电线损耗的电功率将减小。故C错误；
D.同理，用户增多时，输电线损耗的电功率将增加，根据
易知输电效率将降低。故D错误。
故选B。
9.答案：B
解析：A.由
可知
则交流电的频率
变压器不改变输电频率，A错误；
B.远距离输电中
根据公式
可得
B正确；
C.根据电路中功率公式
则
C错误；
D.由于在输电线上有电能损失
则
D错误；
故选B。
10.答案：C
解析：A.由图乙知升压变压器的输入电压有效值为
周期为
解得用户端交流电的频率为
故A错误；
BCD.升压变压器的输入电流
根据电流跟匝数比的关系
解得输电线中的电流为
输电线路的损耗功率为
输电线路的损耗电压为
根据电压和匝数比关系
解得升压变压器副线圈电压
降压变压器原线圈电压
根据电压和匝数比关系
解得用户端电压为
故C正确，BD错误。
故选C。
11.答案：B
解析：A.变压器原副线圈匝数之间无特定关系，A错误；
B.原、副线圈磁通量变化率相同，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与线圈匝数成正比，则两端电压与线圈匝数成正比
选项B正确；
CD.原副线圈如果没有能量损失，满足
单个副线圈的情况下，满足
所以
电流与匝数成反比，多个副线圈的情况下，也满足
即
CD错误。
故选B。
12.答案：D
解析：AC.根据右图得到原线圈电压的最大值为，加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为
电压表的示数为，故AC错误；
B.根据右图得到原线圈电流周期为，转速
某交流发电机要产生与右图相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为，故B错误；
D.瞬时电压大于即火花放电；根据
且，得到实现点火的条件是:变压器原、副线圈的匝数、须满足，故D正确。
故选D。
13.答案：（1）250 V
（2）2000 W
（3）
解析：解：（1）矩形闭合线框在匀强磁场中转动时，产生的交流电压的最大值为，
电压表读数为电压的有效值：。
（2）发电机的输出电压为，
升压变压器的输出电压：，
当发电机输出功率为时，
则输电线上损失的功率为。
（3）降压变压器的输入电压为，
又由题意知，灯泡正常发光，所以
所以降压变压器原、副线圈的匝数之比为。
14.答案：（1）5424 W
（2）2.50 V
解析：解：（1）降压变压器的输出功率为
降压变压器副线圈的电流：，
降压变压器原线圈的电流：
输电线损失的功率：
所以发电机的输出功率：
（2）降压变压器原线圈电压为
输电线上损失的电压为
则发电机副线圈输出电压为
所以发电机原线圈电压：
根据电流之比与匝数之比的关系知发电机原线圈中电流为，
发电机内阻分压：
电动势为。